Космическая биодобыча: приближение к населенным пунктам за пределами Земли

Результаты эксперимента BioRock показывают, что добыча полезных ископаемых при поддержке бактерий может осуществляться в космосе. После успеха исследования BioRock в настоящее время проводится эксперимент BioAsteroid. В этом исследовании бактерии и грибы выращиваются на астероидном материале в инкубаторе в условиях микрогравитации. космосе станция для изучения образования биопленок, биовыщелачивания и других химических и биологических изменений, включая генетические транскрипционные изменения. Space биодобыча – это важное открытие, которое, похоже, имеет большой потенциал в будущем.

Человек поселения за пределами Земля on луна или планеты , такие как март in космосе уже давно стали темой научной фантастики. Однако в последние два десятилетия велись серьезные мысли и исследовательская деятельность в этом направлении. Один из ключевых вопросов, стоящих перед научным сообществом, заключался в том, как приобрести материалы (такие как кислород, вода, строительные материалы, включая металлы и минералы и т. д.), необходимые для установления самоподдерживающегося присутствия в мире. космосе ⁽¹⁾.  

Биодобыча, т.е. извлечение металлов из руд путем биокатализ использование таких микроорганизмов, как бактерии и археи, практикуется уже давно. планета Земля. В настоящее время этот метод применяется для выщелачивания сульфидов меди и предварительной обработки золотых руд, а также для извлечения металлов из окисленных руд и извлечения металлов из отходов. ⁽²⁾.   

Можно ли эффективно использовать технику биодобычи в условиях микрогравитации во внешних условиях? космосе извлекать материалы, необходимые для человек населенные пункты? Могут ли микроорганизмы помочь добывать металл и материалы, используя астероидные материалы или камни, доступные на планете? луна or март? Знание микробно-минеральных взаимодействий в космосе также считается важным из-за его потенциала в почвообразовании, образовании биокорки в закрытых помещениях под давлением. пространства, использование реголита (слоя твердого материала поверх коренных пород) и производство строительных материалов. Space Эксперименты по биодобыче были разработаны именно по этим причинам, чтобы понять эффекты измененной гравитации.  

С этой целью европейские Space Агентство провело эксперимент BioRock на Международном Space Станция (МКС) в 2019 году. Были поставлены эксперименты по изучению биовыщелачивания редкихземля элементы из базальтовой породы в трех гравитационных условиях, а именно. микрогравитация, моделируемая март гравитация и симуляция Земля сила тяжести. Три вида бактерий, Sphingomonas desiccabilis, Сенная палочка и Cupriavidus Metallidurans были использованы в исследовании. Проверяемая гипотеза заключалась в следующем:различные режимы гравитации могут влиять на конечную концентрацию клеток, достигаемую после многонедельного периода в космосе''. Результаты свидетельствуют об отсутствии значительного влияния различных условий силы тяжести на окончательное количество бактериальных клеток, что означает, что эффективность процесса отбеливания остается одинаковой при различных условиях силы тяжести. Эти результаты эксперимента BioRock показывают, что добыча полезных ископаемых с помощью бактерий может осуществляться в космосе. Космическая биодобыча - важное открытие, которое, похоже, имеет большой потенциал в будущем. ^(3,4).  

После успеха исследования BioRock в настоящее время проводится эксперимент с BioAsteroid. В этом исследовании бактерии и грибы выращиваются на астероидном материале в инкубаторе в условиях микрогравитации космической станции для изучения образования биопленок, биовыщелачивания и других химических и биологических изменений, включая генетические изменения транскрипции.⁽⁵⁾.  

Благодаря этим ступенькам человечество, несомненно, движется вперед к человек поселения за пределами планета Земля.

Ссылки:

1. НАСА 2007. Отчет семинара по биодобыче лунного реголита. Доступно в Интернете по адресу https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biomining - биотехнологии для извлечения и извлечения металлов из руд и отходов. Текущее мнение в области биотехнологии. Том 30, декабрь 2014 г., страницы 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Кокелл, К.С., Сантомартино, Р., Финстер, К. и др., 2020. Эксперимент по биодобыче на космической станции демонстрирует извлечение редкоземельных элементов в условиях микрогравитации и гравитации Марса. Опубликовано: 10 ноября 2020 г., Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Сантомартино Р., Вааджен А. и др. 2020. Отсутствие влияния микрогравитации и симулированной гравитации Марса на конечные концентрации бактериальных клеток на Международной космической станции: приложения для космического биопроизводства. Frontiers in Microbiology., 14 октября 2020 г. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. Космическое агентство Великобритании 2020. Пресс-релиз - Исследование биодобычи может открыть будущие поселения в других мирах. Опубликовано 5 декабря 2020 г. Доступно онлайн по адресу https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds